Встреча Вимолрунгкарат
Природа вдохновляла людей множеством способов с начала времен, но одно из относительно неиспользованных применений того, как природа может улучшить строительные конструкции, — это архитектурная биомимикрия. Греческое слово «биомимикрия» объединяет «био», что означает «жизнь», и «мимикрия», что означает подражать.
Хотя настоящая биомимикрия не так уж широко применялась в жилых помещениях в этом регионе или по всей стране, она имеет большой потенциал. Природа может подсказать архитекторам, как в будущем все больше и больше использовать устойчивые и эффективные материалы.
Кэмпбелл Фрей, архитектор, член Американского института архитекторов и Национального совета по биотехнологиям (NCARB) в компании Shepherd Resources, Inc. в Эдвардсе, в течение года учился в Институте биомимикрии и получил сертификат в 2013 году. Он сосредоточился на разработке продуктов, в частности рюкзака, который естественным образом заряжал устройства во время похода.
«Все сводится к эффективности — снятию нагрузки с механических систем», — сказал он. «Биоутилизация (это) использование природы для выполнения задачи».
«Это способ решения проблемы: вот у меня сложная проблема; как природа разрешит то, что я не могу понять?» Кэмпбелл Фрей, архитектор, AIA и NCARB в Shepherd Resources, Inc.
Различные отрасли промышленности внедрили эту концепцию. Например, в больницах в операционных используются поверхности, на которых бактерии не могут размножаться. Эти поверхности были частично вдохновлены кожей акул, на которой бактерии не размножаются.
Поддержите местную журналистику
Листья лотоса, крылья бабочек и глаза мотыльков также используют крошечные выпуклости, расположенные так, чтобы отталкивать воду, грязь и бактерии. Между тем, люди обычно борются с грязью и бактериями, используя токсичные химикаты или большое количество воды и других ресурсов. Но ученые из Fusion Bionic разработали способ нанотекстурирования поверхностей с помощью процесса, называемого направленным лазерным интерференционным паттерном, который создает текстуры, имитирующие природные поверхности, и может использоваться на всех типах материалов, включая металлы, полимеры, керамику, покрытия и стекло, которые могут использоваться на солнечных панелях, мебели и других продуктах.
Хотя биомимикрия не получила распространения в жилом секторе, она была принята в более крупных проектах, от ферм и ранчо до коммерческих зданий. Действительно, проектирование зданий, имитирующих функционирование природы, «безгранично, поскольку природа не имеет границ», согласно веб-сайту Parametric Architecture, медиа-компании, которая исследует искусство, архитектуру и дизайн, чтобы представить лучшую среду на основе биомимикрии.
Например, высотные здания могут использовать специальное покрытие, которое люди не видят, но птицы видят, чтобы птицы не влетали в окна. Технология была вдохновлена паутиной, в которую птицы, как правило, не влетают, сказал Фрей.
Другой простой пример касается квадратов ковра. В 2001 году Interface, одна из крупнейших компаний по производству напольных покрытий, задалась вопросом: как природа могла бы создать ковер? Исследовательская группа заметила, что лесные полы не следуют точным образцам; скорее, разнообразные организмы случайным образом распределены по земле. Поэтому компания создала ковер под названием Entropy, установленный с использованием случайных образцов плитки. В результате, если часть ковра испачкается, одну или две плитки можно заменить, не беспокоясь о соответствии определенному общему образцу.
Классический пример биомимикрии — это вентиляция термитников для поддержания прохлады. Этот метод можно применять в зданиях, что позволяет сократить потребление ископаемого топлива или энергии.
«Это способ подхода к решению проблем: вот у меня сложная проблема; как природа разрешит то, чего я не могу понять?» — сказал Фрей.
Тем не менее, он признает, что до сих пор «его было трудно применять в жилых (структурах) ежедневно — нужна правильная проблема для решения и правильный клиент».
Архитекторы, такие как Shepherd Resources, внедрили биомимикрию на ранних этапах проектирования ранчо и других видов организации зданий на участках, принимая во внимание гравитацию и естественный поток воды на суше, а также свет и тени для ориентации зданий в целях энергоэффективности.
Один из архитектурных примеров имитации эффективных систем природы был воплощен в доме для семьи из 14 человек в Джайпуре, Ахмадабад. Круглое жилище имеет большую комнату в центре, которая обеспечивает много света и вентиляции, в то время как спальни и кухня расположены вокруг веранды для поддержания теплового комфорта путем управления солнечным светом и обеспечения достаточной вентиляции. Другим примером стал чайный домик KSANA в Бангкоке, Таиланд. Его дизайн имитирует пологие пещерные помещения, чтобы представить уединенную, минималистичную атмосферу в переполненном городе.
«Применение биомимикрии в дизайне часто подразумевает рассмотрение наномасштаба, чтобы увидеть, как все устроено», — сказал он. «Это не тот масштаб, с которым мы регулярно работаем в жилой архитектуре, но продукты и материалы, полученные с помощью биомимикрии, можно использовать в зданиях».
В целом, системы теплообмена можно отнести к тому, как работают природа и биология, в частности, к обмену давлением в органах глубоководных птиц. Кроме того, эту концепцию можно распространить на передачу энергии внутри здания или нескольких зданий, как и передачу энергии с уровней ресурсов в иерархической пищевой цепи.
«Биологическая стратегия, которая позволяет птицам нырять глубоко в океан, очень похожа на системы теплообмена, которые мы постоянно используем в зданиях», — сказал он. «Мы охлаждаем горячий воздух, продувая его через змеевики холодной воды, так же, как эти птицы используют сложную сеть сосудов для создания «обмена давлением». Жирафы используют тот же орган, rete mirabile, для регулирования своего кровяного давления, когда они опускают и поднимают голову».
Конечно, архитекторы в долине Вейл и по всей стране внедрили самую базовую форму биомимикрии в архитектуру: просто подумайте о домах из самана по всему Нью-Мексико или, в местном масштабе, о том, как линии крыш сливаются с горной средой. Но это не настоящая биомимикрия, отмечает Фрей, потому что она не использует инновационные методы природы для решения «истинной» проблемы (кроме успокаивающих бельмов на глазу домов, которые выделяются как неоновые вывески в естественной среде). Тем не менее, это шаг в изучении — и слушании — людьми природы для построения лучшего завтра.
«(Биомимикрия) окажет фундаментальное влияние на будущий ход развития технологий — будут созданы совершенно новые и неожиданные парадигмы не только для синтеза материалов и того, как они собираются, но и того, как они обрабатываются», — написал Герберт Уэйт, профессор молекулярной клеточной и биологии развития в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре, в MIT Technology Review. «Истинная ценность этих биоинспирированных стратегий заключается в глубине нашего понимания таких систем. Мы должны проводить больше исследований на фундаментальном уровне».
